用于高分辨X射线显微镜的相衬方法研究进展.pdf

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1、激光与光电孑学进展50，060004(2O13)Laser&OptoelectronicsProgress⑥2013《中国激光》杂志社用于高分辨X射线显微镜的相衬方法研究进展陈剑钊林丹樱黄建衡刘振伟牛憨笨(深圳大学光电工程学院教育部和广东省光电子器件与系统重点实验室，广东深圳518060)摘要x射线显微镜具有很高的分辨率，但随着光子能量的增加和研究物体尺寸的减小，物体对X射线的吸收减少，x射线穿透物体后携带出来的信息很弱，成像对比度很低，因此对生物样品等轻元素组成的物质进行显微成像时需要借助相位衬度成像方法。介绍了近年来新发展的几种应用于高分辨X射线显微镜的相衬

2、方法，主要包括泽尼克(Zernike)相衬法、微分干涉法和离轴全息法。着重介绍了这几种相衬显微成像方法的基本原理和主要研究进展，并比较了各自的优缺点，力图通过x射线相衬显微成像技术的发展历程呈现其在生物样品内部结构检测中的潜在优势和主要问题。关键词x射线光学；X射线显微镜；相衬成像；泽尼克；微分干涉；离轴全息中图分类号0434．1；O436文献标识码Adoi：10．3788／LOP50．060004ResearchProgressofPhaseContrastMethodsforHigh-ResolutionX·RayMicroscopeChenJianzhao

3、LinDanyingHuangJianhengLiuZhenweiNiuHanben(KeyLaboratoryofOpf0eeectr0csDevicesandSystemsofMinistryofEducationandGuangdongProvince，InstituteofOp￡oecect0竹c8，ShenzhenUniversity，Shenzhen，Guangdong518060，China)AbstractX—raymicroscopehasthepropertyofprovidinghighresolution．However，itshould

4、employphasecontrastforimagingmaterialsconsistingoflightelements，suchasbiologicalsamples，becausethesignalobtainedfromthepenetratingX—raysisveryweakandasaresulttheimagecontrastisextremelylowwithincreasingphotonenergyanddecreasingobjectsize．Severalphasecontractmethodsforhigh—resolutionX

5、—raymicroscope．includingZernikephasecontrastmode，differentialinterferencemodeandoff-axisholographicmode，arereviewed．Basicprinciplesandmainresearchprogressesofthesephasecontrastmicroscopictechniquesarepresented，andtheiradvantagesanddisadvantagesarecompared，inanattempttoshowpotentialad

6、vantagesaswellasmainchallengesofX-rayphasecontrastmicroscopicimagingtechniquesindetectinginternalstructuresofbiologicalsamples．KeywordsX-rayoptics；X—raymicroscope；phasecontrastimaging；Zernike；differentialinterference；off-axisholographyOCIScodes340．7460；180．7460；1O0．5070；350．50301引言自从

7、16世纪末显微镜登上研究物质细微结构的历史舞台，人类对各种物质和生物体的内部结构从未终止过探索，因此随着科技的发展，各种各样的显微成像技术应运而生。然而常规光学显微镜由于受到瑞利判据和可见光波长较长的限制，分辨率很难突破200nrn，限制了人们对微观世界的认识。而电子显微镜虽然点分辨率可达0．1nm，但由于电子束的穿透能力很弱，因此只能对样品表面或很薄(不超过300nm)的样品进行成像，对收稿日期：2013—03—06；收到修改稿日期：2013-04-03；网络出版日期：2013-05—22基金项目：国家自然科学基金(61001184，61108026，6110

8、1175)和国家重大科研